19. Применение преобразований Лапласа к расчету переходных процессов. Основные свойства Лапласовых функций.

Этот метод основан на преобразовании Лапласа. Пусть f(t) – оригинал, а F(p) – изображение этого оригинала по Лапласу. Для сокращения применяют такие обозначения: f(t)F(p), F(p)=

Прямое преобразование Лапласа определяется интегралом:

,

Для большого числа функций составлена таблица соответствия изображения и оригинала, кроме того, знание свойств преобразований Лапласа позволяет по небольшому числу выученных изображений находить широкий класс изображений функций.

Основными свойствами являются:

1. Свойство линейности =,,

2. ,

3. .

Последними двумя свойствами очень удобно решать дифференциальные уравнения.

Смещение аргумента: - , - .

Свертка: - .

Предельные соотношения

Они позволяют не находя всего оригинала по изображению найти значение оригинала при t=0 и t→ ∞.

и .

Если известно изображение, то можно перейти к оригиналу одним из трех способов:

1) взять обратное преобразование;

2) взять таблицу;

3) воспользоваться формулами разложения.

Изображение стандартных функций:

1) Ступенчатое воздействие

,

.

2) Дельта-импульс

,

.

Если ступенчатая функция и δ-импульс заданы в момент t₁ , используя теорему смещения, получают: , .

3)

Пусть α=jω, тогда:

,

с другой стороны по формулам Эйлера:

, .

Изображение синусоиды с нулевой начальной фазой:

,

.

Применим к законам Кирхгофа для мгновенных значений прямое преобразование Лапласа.

Пример:

В некоторой схеме для некоторого узла имеем уравнение: . Изображение источника легко находится

Например, если .

Пусть в некотором контуре выполняется уравнение:

,

.

Тогда применяя преобразования Лапласа, получим:

20.Операторные схемы замещения. Обосновать.

Анализ полученных выражений позволяет раз и навсегда нарисовать операторные схемы замещения элементов, из которых можно строить операторную схему замещения всей послекоммутационной схемы.

Из примеров видно, что источник тока отображается изображением источника тока, а ЭДС – изображением источника ЭДС.

Если бы в схеме был управляемый источник , то. Аналогично с управляемым источником тока. Для учета взаимных индуктивностей можно поступить аналогично, при этом в схеме замещения появятся дополнительные источники ЭДСи.

Если же до коммутации в индуктивностях тока не было (расчет переходной и импульсной характеристики, передаточной функции), то никаких дополнительных источников не появится, а просто надо будет по прежним правилам учитывать напряжение взаимной индукции.

Пример:

С учетом сказанного, под операторным методом понимают такой порядок действий.

1) В схеме до коммутации рассчитывают и.

2) Рисуют операторную схему замещения цепи после коммутации.

3) Самым эффективным методом находят изображение той величины, которую надо найти.

4) Переходят от изображения к оригиналу.